非接触心脏活动高精度监测有了新突破 毫米波雷达监测或将实现
心脏是生命依存的中心，是血液循环系统的中枢，不断的输送血液供应身体各器官的活动及代谢的需求。也正因如此，通过监测心脏的工作状态，可以对身体状况进行监测，及时的发现病情并进行治疗。 目前，常用的心脏监测手段有心电图、心脏彩超、心脏核磁共振、冠脉造影、血液检查等，这些方法使用的原理不同，适用的场景也不尽相同，并且存在各自的优缺点。像心电图作为一种相对便宜心脏监测方法，一般用于快速筛查心脏疾病，并且检测管过程不会伤害到患者，但是无法直接观察心脏的结构和功能，并且例如心肌病、瓣膜病等疾病并不能准确诊断出来；再例如心脏彩超，作为无创监测，虽然可以清晰地观察心脏的结构和功能，但是监测要求高，像是胸廓畸形、肥胖都会限制其监测精度；而冠脉造影虽然可以清晰地观察冠状动脉的结构和狭窄程度，但是属于侵入性检查，需要进行导管插管，存在一定的风险…… 非侵入性检查、实时监测、精准检测……这一系列的要求在心脏监测这一领域似乎是鱼和熊掌的关系，也正因如此，如何非接触、便捷和高精度的实现心脏活动监测成为了该领域的一个重要课题。 而就在近日，中国科学技术大学(以下简称：中国科大)陈彦教授团队成功利用毫米波雷达技术，实现了高精度的非接触心脏活动监测，有望为非接触心脏监测技术提供新的思路，助力心血管疾病的早期预防与长期监测技术的发展。 毫米波是指波长为1~10毫米的电磁波，它位于微波与远红外波相交叠的波长范围，兼有两种波谱的特点，而这些特点在非接触心脏活动检测上同样具备优势。但在此之前有一个关键问题需要解决——呼吸谱泄漏。这是一种由于呼吸运动产生的频谱干扰，导致毫米波雷达监测心脏活动时，精度受到限制的现象。进一步说是厘米级的呼吸幅度远大于亚毫米级的心跳幅度导致的。 而研究团队在系统分析后，发现两个重要的物理现象，为解决这一问题提供了可能。研究团队观察到呼吸谐波比心跳谐波衰减更快，尤其在高频段，呼吸干扰的影响显著减弱；同时还发现心跳谐波中存在拍频效应，即高阶心跳谐波叠加会产生与心跳周期一致的拍频特征，其频率等于相邻谐波频率之差。 基于这两个物理现象，研究团队将心跳特征提取频段从基频转移到高阶谐波频段，有效地消除了呼吸谐波的干扰从而提升了监测精度。并且在6222人作为样本参与的测试中，这种监测方法显示出较高的准确性和稳定性。这也使得这一方法对于发展基于毫米波雷达的心脏活动监测设备提供了重要基础。相信随着研究的进一步推进，无接触非侵入的心脏活动高精度监测将会出现在我们的生活中，为我们的医疗带来积极的影响。
